綠色網絡的實例——可重構柔性網絡*

袁 博，汪斌強，張 博

（國家數字交換系統(tǒng)工程技術研究中心 鄭州450002）

1 引言

互聯(lián)網已經成為支撐現代社會經濟發(fā)展、社會進步和科技創(chuàng)新的重要的基礎設施之一。隨著互聯(lián)網的日益普及，互聯(lián)網在滿足人們對網絡規(guī)模、功能和性能等方面需求的同時也逐漸暴露出一些問題。在能耗方面，信息和通信技術行業(yè)作為全球增長最快的行業(yè)之一，其碳排放也隨著行業(yè)的增長而不斷增長，據統(tǒng)計，目前信息和通信技術領域的碳排放占全球的2%，這一比例將在2020年翻一番[1]。2008年網絡基礎設施，包括路由器、服務器、交換機、冷卻設施等設備共消耗8 680億度電，占全球總耗電量的5.3%。參考文獻[2]指出，按照目前的增長趨勢，到2025年，IT行業(yè)的平均能耗將達到2006年的5倍，網絡領域更會達到13倍。這意味著到2025年網絡領域占IT行業(yè)的總能耗將增長到43%。能耗問題已成為信息和通信技術持續(xù)發(fā)展的重大障礙。在網絡資源利用方面，傳統(tǒng)的網絡系統(tǒng)設計原則采取粗放型設計，一個原則是資源超額供給，通過超額的資源來保證網絡承受突發(fā)的峰值負載；另一個原則是冗余設計，通過冗余鏈路和設備來提高網絡的可靠性以應對突發(fā)的網絡故障。隨著網絡規(guī)模的擴大，日益暴露出效率低、浪費多等問題。互聯(lián)網骨干網絡的忙時最大平均鏈路利用率不足30%，很多網絡的閑時鏈路利用率在5%以下[3]，絕大部分設備7×24 h全速工作。根據市場研究公司Telegeography 2009年9月14日發(fā)表的報告，在2008年中至2009年中期間，國際互聯(lián)網流量增長了79%，超過此前一年的61%。甚至某些地區(qū)如東歐、亞洲、中東地區(qū)增長率超過了100%。也就是說，即使全部按照2009年的平均增長速度計算，如果一家企業(yè)2009年的網絡流量是1 Gbit/s，那么到2013年，該企業(yè)的網絡流量就會超過10 Gbit/s。如果部署傳統(tǒng)體系結構的網絡，網絡資源的支出成本將制約企業(yè)的發(fā)展，所以未來的網絡需要具有節(jié)儉屬性，提高網絡資源的利用率。在網絡安全方面，據權威部門的統(tǒng)計表明，中國國內80%的網站存在安全隱患，20%的網站有嚴重的安全問題。近年來，網絡蠕蟲、僵尸網絡和計算機病毒等新型攻擊層出不窮，縱觀網絡技術近半個世紀的發(fā)展歷程，網絡大都遵循OSI的端到端主機間開放互聯(lián)模型，網絡對用戶（包括攻擊者）都是平等開放的。網絡體系結構、網絡設備結構、網絡協(xié)議等網絡技術知識很容易被攻擊者獲得，這就造成了防范網絡攻擊只能使用網絡入侵檢測和防御系統(tǒng)等被動手段，不能從網絡體系結構上對攻擊者造成障礙。因此，網絡安全也是未來網絡發(fā)展的一個重點關注方向。

為了解決這些問題，研究人員開始關注互聯(lián)網研究的一個重要問題：如何設計一個新的具有綠色屬性的網絡使其能夠解決當前網絡技術發(fā)展面臨的困境。對綠色網絡進行分析和研究，首先需要理解綠色網絡的概念。林闖在參考文獻[4]中將綠色網絡解釋為一種以節(jié)省網絡能耗為目的的網絡。綠色網絡不應該僅以節(jié)能為目的，還應該是滿足未來需求的可持續(xù)發(fā)展的網絡，所以給出綠色網絡的定義如下：綠色網絡是指具有節(jié)能、節(jié)儉、安全屬性的網絡。這個定義分別從網絡的物理能耗、網絡資源的使用方式、網絡的生存性方面描述了網絡的綠色屬性。不同的網絡類型和應用環(huán)境決定了人們對網絡的綠色屬性關注重點的不同，例如，骨干網更關心安全和節(jié)能屬性，企業(yè)網更關心節(jié)能和節(jié)儉屬性，數據中心網更關心節(jié)能和安全屬性。綠色網絡是一個系統(tǒng)級的研究課題，涉及網絡體系結構、網絡協(xié)議、網絡設備架構創(chuàng)新和算法設計與優(yōu)化等網絡領域的核心科學問題。這其中最核心的問題是綠色網絡體系結構的研究。

研究綠色網絡，本文從體系結構創(chuàng)新出發(fā)，提出了可重構柔性網絡的體系結構。可重構柔性網絡是以業(yè)務和服務松耦合為目標，基于平臺化支撐構件化處理機制，通過構建可重構服務承載網，實現柔性承載多種網絡業(yè)務的新型網絡體系結構。可重構柔性網絡的節(jié)點由構件構成，構件的靈活加載、替換和刪除是可重構柔性網絡的特色之一。通過使用低功耗的構件替換高功耗的構件，可以實現網絡節(jié)點的綠色節(jié)能；根據用戶需求靈活構建服務承載網，可以達到資源的合理分配和使用；網絡出現安全隱患時可以根據需求進行重構，這樣造成對網絡原有結構的攻擊失效，在體系結構上提高了網絡的可生存性。

2 相關研究

最大網絡吞吐率和最低延遲一直是驅動網絡設計的主要因素，互聯(lián)網能耗問題則很少被研究者所關注。隨著路由器性能、規(guī)模、硬件集成度的不斷提高，路由器功耗呈現指數級增長[5]，即使在空閑狀態(tài)下，網絡設備仍會消耗大量能源，互聯(lián)網節(jié)能問題成為未來核心網絡新的研究方向。

在有些研究中對路由器的節(jié)能主要依賴于器件的節(jié)能來實現。Yao等人[6]研究了處理器的能耗優(yōu)化問題，他們提出了與速度有關的能量消耗函數，并采用速度縮放策略，把能耗優(yōu)化問題歸結成最優(yōu)任務調度問題。參考文獻[7]提出采用休眠機制和基于概率的能耗最小算法，并且將速度縮放和休眠機制的策略結合，提出了一個-competitive的簡單算法。在控制層面，參考文獻[8]提出了在Linux平臺下內核級的實時能耗管理器Ondemand Governor。管理器能夠連續(xù)地監(jiān)控CPU的利用率，并且決策時鐘頻率和電壓的變化，狀態(tài)之間的切換采用現有的技術只需要10 ms，在頻率降低時能夠盡可能小地影響CPU的處理性能。

有些研究利用設備休眠來實現節(jié)能，在應用睡眠喚醒機制時，面臨的主要問題在于進入睡眠和喚醒的條件，“timer-driven”策略是最簡單的策略[9]，也叫做超時策略，是指當設備處于空閑狀態(tài)的時間超過某一閾值時，設備進入睡眠或關閉狀態(tài)，當設備休眠時間到達某一閾值時設備被喚醒。由于計時時間的存在，此策略的節(jié)能效果較差，而且在睡眠過程中有數據包到達時，這些包將被丟棄。“wake-on-arrival”（WoA）策略則是使設備的特定接口處于工作狀態(tài)，當該接口檢測到有包到達時喚醒設備，正常工作，但是目前的設備并不都支持WoA，所以參考文獻[10]提出利用“啞包”喚醒設備的策略，如果A需要喚醒B，那么A先給B發(fā)送一個“啞包”，然后等待時間與B進行實際通信，這種策略雖然減少了丟包率，但增加了設備的延遲。在當前網絡中，接入網的特點是設備多，部署這種休眠機制節(jié)能效果明顯。但是在核心網中，對設備的操作較多，喚醒次數多，休眠時間少，不適合使用休眠機制，通過設備的體系結構創(chuàng)新實現綠色節(jié)能更有意義。

除了路由設備本身的節(jié)能，有些研究關注設備間的鏈路節(jié)能，數據表明以太網鏈路速率從100 Mbit/s增加到1 Gbit/s時，功耗增加了2～4 W，而當增加到10 Gbit/s時，功耗增加10～20 W[11]。而以太網處于空閑和100%鏈路利用率的情況下功耗幾乎是相同的，即以太網功耗與鏈路利用率無關，通過測量表明，目前以太網的鏈路利用率主要在1%～5%，所以在鏈路處于低利用率時降低鏈路速率能夠在有限的性能影響下有效地降低能耗。自適應鏈路技術通過自動調節(jié)全雙工傳輸的以太網鏈路交換速率從而適應不同的鏈路利用率，使鏈路交換速率與鏈路負載成比例，目前該技術的研究主要集中在：鏈路速率切換，包括切換的條件和時機、最優(yōu)速率的選擇以及如何快速切換；鏈路速率自適應策略對性能的影響，但是鏈路切換增加了處理負擔的同時帶來了新的能耗，鏈路切換的頻率和總能耗的增加存在矛盾。

盡管路由器存在一定的節(jié)能因素，例如存儲器和一些支持節(jié)能的網絡處理器會在空閑時進入低能耗狀態(tài)，但芯片級低功耗設計及節(jié)能機制所節(jié)省的能源是極其有限的，并不能解決路由器高能耗問題[12]。

3 綠色網絡的概念和分類

3.1 綠色屬性概念

在引言中給出了綠色網絡的概念，此處引入約束條件、約束區(qū)間和綠色評價指標等幾個概念。

定義1：約束條件是指網絡體系結構中的共性因素，如網絡規(guī)模、負載大小、服務質量、網絡的安全訪問級別等。

它決定了綠色屬性是否全面地考慮了網絡體系結構中的所有因素，是綠色評價適用范圍的體現。約束條件根據其數值是否連續(xù)可以分為連續(xù)約束條件和離散約束條件。如網絡的負載大小、鏈路帶寬是連續(xù)約束條件，而網絡的安全訪問級別為離散約束條件。

定義2：約束區(qū)間是指綠色約束條件的變化范圍。

約束區(qū)間對網絡綠色屬性的好壞有著直接的影響，不同的約束區(qū)間有可能會得到完全不同的結論。它決定了綠色效果的范圍，網絡綠色屬性的優(yōu)劣只是在約束區(qū)間內才有效，超出這個區(qū)間則是無意義的。如2個體系結構如果在低負載的情況下A比B更綠色，但是在高負載時孰好孰壞，需要重新評價。由于約束條件分為連續(xù)和離散的，約束區(qū)間也可以分為連續(xù)約束區(qū)間和離散約束區(qū)間。

定義3：綠色評價指標是指網絡體系結構某些具有優(yōu)劣意義的特性，如能耗、資源利用率等。

它是考查網絡體系結構是否綠色的目標，也是反應網絡綠色屬性是否全面的因素之一。評價指標越少網絡綠色屬性越不全面，反之則越全面，越能反映網絡的整體綠色屬性。綠色評價指標會隨著約束條件的變化而變化，如服務質量可能隨著資源利用率的變化而增大、減小或者不變。在一定約束區(qū)間范圍內，2個不同的網絡體系結構的服務質量具有不同的綜合優(yōu)劣特性，即一段范圍內A好，一段范圍內B好。

定義4：網絡體系結構的綠色屬性是指對網絡體系結構的綠色評價指標隨著網絡若干綠色約束條件，在一定范圍內變化而具有的特性。

它是綠色網絡的一個直接體現，如能耗隨網絡規(guī)模線性增長的網絡肯定比隨規(guī)模對數增長的網絡更加綠色。

3.2 綠色屬性的分類

網絡體系結構的綠色屬性可分為以下3類。

（1）靜態(tài)綠色屬性

靜態(tài)綠色屬性是指評價指標當前的值所代表的體系結構優(yōu)劣的特性。如2個不同的網絡體系結構，無負載情況下，A網絡的基本能耗小于B網絡的基本能耗，則A網絡在無負載情況下大于B網絡。

（2）動態(tài)綠色屬性

動態(tài)綠色屬性是指在某一個時刻(并非是時間上的時刻，而是約束條件的即時值所在的當前位置)綠色評價指標隨約束條件變化而發(fā)生變化的快慢。如3個體系結構，它們的資源利用率，一個隨著端用戶速率成線性增長，一個是呈對數增長，一個呈倒數下降。那么它們3個在資源利用率這一評價指標上動態(tài)綠色屬性是依次下降的。

（3）累積綠色屬性

累積綠色屬性是指在約束區(qū)間內的評價函數的累積效果。它是約束條件一段范圍內的累積特性，與某一時刻的優(yōu)劣程度無關。

按照評價指標的數量可以分為一維綠色屬性和多維綠色屬性，一維綠色屬性按照約束條件的數量又可以分為單約束的和多約束的一維綠色屬性。

·單約束一維綠色屬性，是指某一個評價指標隨著某一個約束條件的變化而反映的綠色屬性。

·多約束一維綠色屬性，是指某一個評價指標隨著多個約束條件的變化而反映的綠色屬性。

·多維綠色屬性，是指綜合考慮多個評價指標隨著多個約束條件變化而反映的綠色屬性。多個評價指標之間具有不同的權重，權重的大小根據實際的客觀情形或主觀意愿決定，權重如果取值不同，即使約束條件和評價指標完全一樣，網絡體系結構的多維綠色屬性結論也可能會不同。

4 可重構柔性網絡

4.1 可重構柔性網絡模型描述

可重構柔性網絡是在可重構路由交換平臺作為節(jié)點的骨干承載網上，將業(yè)務建網需求轉化為一個或多個源、目的節(jié)點對間的承載服務能力需求，考慮網絡拓撲、資源狀態(tài)等條件，構建出多個服務承載子網。這些承載子網在節(jié)點的物理資源上存在交集，分別能提供完全不同的服務能力，網絡模型如圖1所示。資源共享核心層是一種資源可共享、節(jié)點可重構，能夠提供柔性服務的物理網絡。資源共享層由各可重構路由交換平臺、光交換/傳輸設備等組成?？芍貥嬤吘墝佑煽芍貥嬀C合管理系統(tǒng)、路由交換管理平臺以及光交換管理平臺等部分組成，主要功能是感知、管理和控制底層物理資源，根據用戶業(yè)務特性需求，構建服務承載網，生成網絡服務。另外，可重構邊緣層提供對各服務承載網的管理、監(jiān)控等功能。按照服務的屬性和特征，根據松散耦合和簡化的原則，把現有網絡服務分為路徑發(fā)現服務、路由轉發(fā)服務、組播服務、QoS服務、安全服務、IPv4服務、IPv6服務、測量服務、QoE服務、網絡管理服務、接入控制等若干類。多個服務的組合可以實現對一種用戶業(yè)務的支撐。業(yè)務接入/控制層:可重構柔性網絡是一個多業(yè)務融合的網絡，該層完成的功能包括媒體網關、信令網關功能；邊界路由節(jié)點執(zhí)行分類、整形、標記等接入控制功能；可重構柔性網絡管理平臺執(zhí)行的用戶業(yè)務與嵌入式業(yè)務承載子層間的映射關系等功能；向用戶終端提供可信的服務。用戶接入層實現終端用戶的物理接入或邏輯接入。

4.2 可重構柔性網絡重構機制

重構不是一個新的概念名詞，狹義的重構指在原有系統(tǒng)的基礎上，系統(tǒng)從一種構形向另一種構形的轉換，重新構造系統(tǒng)的結構及重新組合系統(tǒng)的功能，以滿足需求變化或新需求的能力。廣義的重構，泛指在系統(tǒng)生命周期各階段對系統(tǒng)所做的任何調整，包括結構的變化、功能的增加、刪除、修改和系統(tǒng)參數的調整等。如從系統(tǒng)外引入新的構件，或從系統(tǒng)中移出已有構件。在可重構柔性網絡體系中的重構則是指網絡系統(tǒng)結構能最大程度地隨著各種不同業(yè)務特征對網絡支撐能力進行調整，以提高網絡服務的綜合能力和網絡資源利用率。

可重構柔性網絡體系在兼顧傳統(tǒng)網絡體系結構的基礎上，對傳統(tǒng)網絡中的鏈路和交換節(jié)點進行相應的改造，將內部的各功能單元改造為構件?？芍貥嬋嵝跃W絡的服務重構（即服務提供能力的重構）是依據用戶業(yè)務需求的差異變化，依托網絡功能單元的重構得以實現（即增加和刪除個別構件，或改變構件的連接方式）。重構中對網絡資源進行調整，選擇適配網絡服務的資源。重構后的網絡資源分配更加合理，資源利用率得以提高。

如圖2所示，可重構網管平臺通過對可重構路由交換平臺的重構實現對不同網絡體制的支持。當網絡的承載能力無法滿足新到達的業(yè)務時，可重構網管平臺業(yè)務層向服務層發(fā)送業(yè)務重構命令，可重構網管平臺服務層將通過服務代理接收解析并匹配目前服務庫中的服務類型，將業(yè)務重構命令轉換為需要支持的服務重構命令發(fā)送給構件層處理，構件層通過構件代理對該服務重構命令進行接收解析并轉換為軟件構件重構和硬件構件重構兩種命令。前者由路由交換平臺主控部分的軟件構件代理接收、解析并執(zhí)行。后者由路由交換平臺主控部分的硬件構件代理接收、解析并執(zhí)行。

圖1 可重構柔性網絡體系結構

圖2 支持業(yè)務重構的網元架構

4.3 可重構柔性網絡管理機制

柔性可重構網絡管理架構如圖3所示，由統(tǒng)一網管平臺、可重構綜合管理平臺、光網絡管理平臺、路由交換管理平臺、構件庫及若干網絡設備組成?？芍貥嬀C合管理系統(tǒng)，負責管理、感知全網資源；發(fā)現路由節(jié)點設備的網絡服務能力并對其進行組合以支撐相應用戶業(yè)務；接受用戶可重構服務承載網的構建需求，并根據當前網絡資源狀況及節(jié)點設備服務能力將可重構服務承載網嵌入到底層物理網絡；管理構件、服務和業(yè)務承載能力的重構。構件庫存儲第三方廠商開發(fā)的標準構件。構件可以具有源代碼、二進制碼、文檔、分析設計模型和腳本等不同的物理形態(tài)，并遵從一定的標準?？芍貥嬄酚山粨Q平臺根據綜合管理系統(tǒng)的指令，通過從構件庫中下載相關構件并加載運行從而重構出新的網絡處理功能，提供新的網絡服務能力。

5 可重構柔性網絡的綠色屬性

5.1 可重構柔性網絡的低能耗特性

傳統(tǒng)的網絡設計之初并沒有考慮能耗因素，所以如果在傳統(tǒng)的網絡體系結構中實現節(jié)能機制，一方面會影響網絡體系結構的設計均衡性，造成網絡性能的下降，另一方面會引入新的處理開銷，產生新的能耗?？芍貥嬋嵝跃W絡設計之初就考慮到綠色網絡的需求，在網絡節(jié)點架構上為節(jié)能機制提供了支撐。

圖3 可重構柔性網絡管理架構示意

可重構柔性網絡中開放可重構路由交換節(jié)點技術的基礎是平臺化支撐下的構件化處理技術。平臺化支撐構件化處理的3個等級——平臺、組件和構件對應于傳統(tǒng)系統(tǒng)化支撐模塊化處理的3個等級——系統(tǒng)、單元和模塊，各等級處理的功能和能力基本相同，不同的是開放性和可重構。系統(tǒng)、單元和模塊大多是封閉式一體化的，平臺、組件和構件是開放式可重構的。系統(tǒng)只能按固定模式利用功能單元完成單一任務，平臺允許以不同組合方式利用功能組件完成多種任務。要改變單元的處理功能和能力需要重新設計軟硬件模塊，要改變組件的處理功能和能力只需更換或升級構件。因此，平臺是可重構完成多種任務的支撐系統(tǒng)，組件是可重構實現特定功能的單元，構件是可重構實施給定處理的模塊。

圖4為平臺化支撐構件化處理的抽象模型。完成一定功能的組件包含處理不同任務的構件，不同的組件構成平臺，通過組件間的拓撲改變、組件的加入或卸載、構件的處理能力變化，動態(tài)地進行不同粒度下功能和服務的重構。

這種網絡節(jié)點結構同時也具有靈活調整能耗的能力，現有的網絡節(jié)點設備單元耦合度高，很難進行局部的能耗調整?？芍貥嬄酚山粨Q平臺通過構件的替換可以達到不同能耗的組合，可以實現細粒度的局部能耗調整。將負載、構件處理能力、構件能耗三者聯(lián)系起來，即可實現適應負載變化的動態(tài)調整能耗的節(jié)能機制。定義可重構路由交換平臺的能耗調整函數為：

其中，向量X表示平臺中的構件使用情況和負載特征，函數CC(x0)表示構件之外其他單元的固有能耗，是不可調整部分；N表示處于工作狀態(tài)的構件數目；TP(xi)表示和平臺負載有關的系數；LCC(xi)表示構件正常工作的能耗。

除了進行構件替換達到節(jié)能，還可引入休眠機制，令構件在不工作時進入休眠狀態(tài)，這樣做可以節(jié)省構件替換過程中產生的額外能耗。如何利用平臺化支撐構件化處理模型設計可重構路由交換平臺的節(jié)能機制是一個值得研究的方向?？芍貥嬋嵝跃W絡在網絡節(jié)點的架構上為綠色節(jié)能的實現提供了支撐，可以部署更多高效的節(jié)能策略。

5.2 可重構柔性網絡的節(jié)儉特性

節(jié)儉特性是指可重構柔性網絡可以根據用戶需求合理分配和使用網絡資源?？芍貥嬄酚山粨Q平臺與光交換設備互聯(lián)構成物理網絡基礎設施，提供鏈路帶寬、交換、緩存等用于數據轉發(fā)的網絡資源；提供構件運行及相關功能處理、生成基本網絡服務的支撐環(huán)境。

可重構柔性網絡在業(yè)務處理流程上，分為兩個層面，如圖5所示。首先可重構柔性網絡綜合管理系統(tǒng)，基于當前網絡資源狀況及業(yè)務支撐能力，根據用戶需求和業(yè)務特性生成可重構服務承載網。若當前資源或者服務能力不能滿足用戶需求，則通過構件級、服務級和業(yè)務支撐級的重構來滿足用戶需求，生成可重構服務承載網。其次，用戶業(yè)務經業(yè)務接入網接入可重構柔性網絡，各種類型業(yè)務進入后經可重構路由交換平臺統(tǒng)一為IP承載，在邊界路由節(jié)點進行分類、標記、整形等接入控制處理后進入相應的可重構服務承載網，經光傳輸網達到目的端口后還原成原業(yè)務形態(tài)。一旦業(yè)務運營結束，則釋放該服務承載網的相關網絡資源，從而達到依據用戶業(yè)務需求優(yōu)化網絡資源配置的目的。

圖4 平臺化支撐構件化處理模型

圖5 可重構柔性網絡兩層業(yè)務處理流程

與物理網絡規(guī)劃需求類似，可重構服務承載網構建需求主要關注于拓撲結構、節(jié)點位置、鏈路帶寬、端口類型、業(yè)務類型、起止運營時間等參數配置。因此，可重構服務承載網的構建需求ETCNreq可表示為：

其中：Nodevi表示網絡節(jié)點；Cvi,j表示Nodevi與Nodevj間的鏈路的帶寬需求；n為網絡節(jié)點數；Port為端口類型；Tos為所需承載的業(yè)務類型；Lifetime為可重構服務承載網的運行時間。有了構建需求函數，可以對網絡資源進行量化的分配，確保建網的需要和資源的合理使用。

可重構柔性網絡可以對網絡資源進行優(yōu)化使用，具有節(jié)儉特性。在滿足用戶需求的同時最大限度地合理分配和調度資源。尤其是可以在用戶業(yè)務結束后釋放被占用的網絡資源，這一點是可重構柔性網絡的綠色屬性之一。

5.3 可重構柔性網絡的安全可控性

可重構柔性網絡是可控的，并不意味著現在的Internet完全不可控，凸顯這一特性，是想強調它的充分可控性，即需要對網絡資源進行嚴格的約束和控制。從宏觀角度分析，這種可控性有利于QoS保證和網絡安全的實現。可重構柔性網絡在安全可控上有兩個特點：一是具有獨立的管理通道；二是網絡可以重構，攻擊者無法確定固定的網絡攻擊目標。

可重構柔性網絡的網絡管理機制與現有的互聯(lián)網管理機制不同，它使用了單獨的管理通道來傳遞可重構命令，如圖6所示?，F有的網絡管理機制依賴于管理協(xié)議對網絡進行簡單的管理，管理協(xié)議報文與數據報文在同一種數據平面中傳輸，一旦鏈路故障，管理協(xié)議報文不能送達，網絡管理也隨之失效，網絡管理的脆弱性不容忽視。但是在可重構柔性網絡中，控制平面的通道與數據平面的通道是分離的，即使攻擊者破壞了網絡節(jié)點的數據通道，仍可以通過控制通道發(fā)送命令使被破壞節(jié)點重構，或者通知其他節(jié)點改變路由表繞開被破壞節(jié)點。

圖6 可重構柔性網絡管理框架

目前，網絡大都遵循OSI的端到端主機間開放互聯(lián)模型，網絡對用戶（包括攻擊者）都是平等開放的。網絡體系結構、網絡設備結構、網絡協(xié)議等網絡技術知識很容易被攻擊者獲得，這就造成了防范網絡攻擊只能使用網絡入侵檢測和防御系統(tǒng)等被動手段，不能從網絡體系結構上對攻擊者造成障礙?？芍貥嬋嵝跃W絡中使用了大量第三方廠商開發(fā)的構件，構件外部功能一樣但內部處理機制可能各不相同。攻擊者很難了解當前攻擊目標上運行的是何種類型構件，構件內采用何種處理機制。這樣攻擊者很難采取有效的攻擊，也難以造成大規(guī)模的破壞。

6 結束語

實例分析說明：本文提出的可重構柔性網絡對未來綠色網絡的構建有一定的指導意義。下一步工作，將基于提出的綠色網絡概念在多維綠色屬性的分析評價上進行深入研究；同時在可重構柔性網絡的節(jié)能機制，資源分配策略和網絡安全體系結構上進行進一步研究。

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